中心議題：

• 探究小尺寸集成電路CDM測試
• 分析測試小器件時麵臨的問題

解決方案：

• 使用場致CDM方法來測試極小集成電路
• 將極小器件貼裝在電路板上能夠大幅改善測試的操作

簡介

集成電路(IC)的靜電放電(ESD)強固性可藉多種測試來區分。最普遍的測試類型是人體模型(HBM)和充電器件模型(CDM)。這兩種ESD測試類型旨在揭示包含基本ESD控製的製造環境下
，電路在ESD應力下的存續情況如何。HBM是應用最久的ESD測試，但工廠ESD控製專家普遍認為，在現代高度自動化的組裝運營中，CDM是更重要的ESD測試。CDM應力的大小會隨著器件的尺寸而變化。有關CDM的“傳統智慧”更認為不需要測試尺寸極小的集成電路，因為峰值電流快

小尺寸集成電路CDM測試

IC CDM Test for Small Devices Robert Ashton 安森美半導體，Marty Johnson 國家儀器，Scott Ward 德州儀器速變小直至消失。我們在此前的文章中曾指出
，極小器件的峰值電流並不像通常認為的那樣快速變小直至消失。高速示波器測ce量liang顯xian示shi，即ji使shi脈mai衝chong寬kuan度du變bian得de很hen窄zhai，極ji小xiao器qi件jian的de峰feng值zhi電dian流liu仍reng令ling人ren吃chi驚jing地di保bao持chi高gao電dian平ping。過guo去qu
，由you於yu這zhe些xie大da峰feng值zhi電dian流liu被bei忽hu略lve，因yin為wei使shi用yong了le場chang致zhiCDM測試標準所提倡的1 GHz示波器
，而場致CDM測試 是最普及的CDM測試形式。

測試小器件時麵臨的問題

觀測到極小集成電路超出預料的峰值電流，對負責測試極小器件(尺寸僅為較小的個位數毫米等級)的ESD測試工程師而言可不是什麼好消息。圖1顯示了置於場致CDM測試裝置上的8球柵(ball)芯片級封裝。必須接觸每個被測引腳的探針(的尺寸)占到整個集成電路尺寸的不小比例。顯而易見，移動被測器件並不需要太多的探針接觸;隻是要求反複調整器件的位置。

在場致CDM測試期間，按慣例要使用真空來固持(hold)被測器件(DUT)的位置。真空通常不能非常安全地固持極小的器件。此外，真空孔(的截麵積)占到被測器件尺寸的不小比例
，可能會影響器件應力。當真空孔尺寸超過被測器件麵積的18%時，應力的大小就開始下降。圖2比較了置於真空孔與不置於真空孔上的器件在峰值電流或完整電荷(total charge)條件下測量得到的應力大小。

在CDM測ce試shi期qi間jian使shi用yong真zhen空kong來lai固gu持chi器qi件jian
，由you此ci帶dai來lai兩liang個ge問wen題ti。首shou先xian，它ta不bu起qi作zuo用yong，即ji便bian起qi作zuo用yong
，也ye會hui開kai始shi影ying響xiang測ce試shi結jie果guo。業ye界jie已yi經jing嚐chang試shi使shi用yong兩liang種zhong方fang法fa來lai改gai善shan小xiao器qi件jian的de可ke測ce試shi性xing——將小封裝貼在某類夾具(holder)上，或以支撐結構或模板來固持器件的位置。

使用夾具固持小器件 [page]
已經在三種條件下使用6 μSMD 裸片來進行CDM測試：僅器件本身
、器件貼裝在14DIP轉換板上
，以及在36LLP替代板(Surrogate Board)上，如圖3所示。圖4顯示了這三種條件下以500 V電壓采用8 GHz示波器所獲得的CDM測試波形。這些結果顯示
，貼裝在電路板上會增加施加給集成電路的應力。36LLP替代板上應力的增加頗為適度，可以視為易於操作性與更可靠測試結果之間的最佳折衷。貼裝在14DIP轉換板上的應力增加更為嚴重

，大概不是一個可接受的折衷辦法。好消息是36LLP替代板實際上比測試期間會移動的14DIP轉換板更易於操作。

支持模板

第二種處理小型集成電路的方法是使用支持模板。業界存在關於支持模塊這種方法的顧慮：由於小器件周圍有介電常數較高的材料
，介電的存會在多大程度上改變集成電路與場板(field plate)之間的電容?被測器件與場板之間的電容是被測器件上應力大小的決定因素。圖5顯示了固定在CDM裝置中一個模板內的6 μSMD封裝。此時被測器件位於絕緣體中精心加工的孔，而絕緣體位於CDM裝置使用真空的場板中。圖6顯示了6LLP封裝使用與不使用FR4支持模板時以8 GHz示波器捕獲的波形。此圖顯示這模板在測試條件下僅為集成電路增加極小的應力。

結論

使用場致CDM方(fang)法(fa)來(lai)測(ce)試(shi)極(ji)小(xiao)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)存(cun)在(zai)不(bu)少(shao)挑(tiao)戰(zhan)。將(jiang)極(ji)小(xiao)器(qi)件(jian)貼(tie)裝(zhuang)在(zai)電(dian)路(lu)板(ban)上(shang)能(neng)夠(gou)大(da)幅(fu)改(gai)善(shan)測(ce)試(shi)的(de)操(cao)作(zuo)，但(dan)必(bi)須(xu)密(mi)切(qie)注(zhu)意(yi)，使(shi)電(dian)路(lu)板(ban)不(bu)要(yao)太(tai)大(da)，否(fou)則(ze)器(qi)件(jian)會(hui)遭(zao)受(shou)比(bi)沒(mei)有(you)使(shi)用(yong)電(dian)路(lu)板(ban)來(lai)測(ce)試(shi)時(shi)嚴(yan)重(zhong)得(de)多(duo)的(de)應(ying)力(li)。使(shi)用(yong)模(mo)板(ban)來(lai)在(zai)測(ce)試(shi)期(qi)間(jian)固(gu)持(chi)器(qi)件(jian)的(de)位(wei)置(zhi)所(suo)帶(dai)來(lai)的(de)應(ying)力(li)增(zeng)加(jia)極(ji)小(xiao)。製(zhi)造(zao)在(zai)測(ce)試(shi)期(qi)間(jian)能(neng)穩(wen)固(gu)維(wei)持(chi)器(qi)件(jian)的(de)模(mo)板(ban)將(jiang)是(shi)一(yi)項(xiang)挑(tiao)戰(zhan)。